學習密碼學，不只是理解公式，更重要的是 動手實驗。在 Linux 環境下，我們可以利用許多現成工具來加密、解密，這對 CTF 實戰或學習密碼學都有幫助。

以下會依序介紹

古典密碼學 ( Classical Ciphers )

凱撒密碼 (Caesar Cipher)

原理：將字母依照固定位移 (shift) 來替換，例如位移 3：

• A → D
• B → E
• C → F

Linux 指令 ( tr )：

# 把字母往後移 3 個
echo "HELLO" | tr 'A-Z' 'D-ZA-C'

輸出：

KHOOR

解密時，只要位移回去：

echo "KHOOR" | tr 'D-ZA-C' 'A-Z'

輸出：

HELLO

Atbash 密碼

原理：A ↔ Z，B ↔ Y，C ↔ X … 也就是字母對調。

Linux 指令 ( tr )：

echo "HELLO" | tr 'A-Z' 'Z-A'

輸出：

SVOOL

• 再跑一次就能還原。

替換式密碼 ( monoalphabetic cipher )

原理：自己定義一個替換表，例如 A → Q，B → W …。

Linux 指令 ( tr )：

# 定義替換表 (A→Q, B→W, C→E ...)
echo "HELLO" | tr 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ' 'QWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNM'

輸出：

ITSSG

維吉尼亞密碼 (Vigenère Cipher)

這種加密方式比較複雜，無法只靠 tr，但可以用 Python one-liner：

echo "KHOOR" | python3 -c "import sys;from itertools import cycle;key='KEY';ct=sys.stdin.read().strip();print(''.join(chr(((ord(c)-65)-(ord(k)-65))%26+65)for c,k in zip(ct,cycle(key))))"

• 這樣就能用 Python 搭配 Linux pipeline 解密。
• 找線上工具會快很多

現代密碼學 (Modern Cryptography)

現代密碼學講究強度和演算法，Linux 上常用的工具是 OpenSSL、GPG。

Base64 編碼/解碼

雖然不是加密，但在 CTF 常見。

編碼 :

# 編碼
echo "hello" | base64

輸出：

aGVsbG8=

解碼 :

# 解碼
echo "aGVsbG8=" | base64 -d

輸出：

hello

AES 加密與解密 (OpenSSL)

加密：

echo "mysecret" | openssl enc -aes-256-cbc -a -salt -pass pass:password123

輸出 (範例，會隨機)：

U2FsdGVkX1+aL5fj...

解密：

echo "U2FsdGVkX1+aL5fj..." | openssl enc -aes-256-cbc -a -d -pass pass:password123

輸出：

mysecret

RSA 加解密

產生金鑰：

openssl genrsa -out private.pem 2048
openssl rsa -in private.pem -pubout -out public.pem

加密：

echo "flag{secret}" | openssl rsautl -encrypt -pubin -inkey public.pem | base64

解密：

echo "..." | base64 -d | openssl rsautl -decrypt -inkey private.pem

GPG (檔案加密工具)

# 加密
gpg -c secret.txt

# 解密
gpg secret.txt.gpg